论文部分内容阅读
建筑玻璃幕墙是建筑物外围护墙的一种新形式,其中双层皮玻璃幕墙在建筑能耗、改善空气品质、以及降低噪声等方面,相对于传统单层皮玻璃幕墙均有着显著的优势,尤其是“箱式”双层皮玻璃幕墙,它在降低噪声以及改善空气品质等方面均有着很突出的优势,常被应用在高档写字间建筑中。本文根据双层玻璃幕墙热通道内气流分布的不同,对双层皮玻璃幕墙进行分类,并分别阐述了沈阳地区“箱式”双层皮玻璃幕墙冬、夏两季的传热节能特点以及双层皮玻璃幕墙在采光、隔声、防火和改善热通道内空气品质等方面的优越性。根据CFD中的FLUENT数值模拟计算理论,本文采用RNG k-ε紊流模型,辐射模型,添加太阳辐射照度,以可压缩流体为介质来模拟热通道内空气自然对流的分布情况,分析热通道内形成烟囱效应的影响因素,优化双层玻璃幕墙进、出风口尺寸及热通道的间距,以达到能更大限度地将热通道内的多余热量排出空腔外的目的。同时,考虑到沈阳地区夏季南、西两个朝向太阳照度各自的特点,总结出不同结构的“箱式”双层玻璃幕墙热通道排热量随太阳照度变化的规律。并通过“箱式”双层玻璃幕墙与“井-箱式”双层玻璃幕墙的对比,归纳出不同高度的竖井对于热通道内气流分布的影响规律。本课题利用FLUENT对“箱式”双层玻璃幕墙热通道内的气流分布进行模拟和分析,分别对建筑南、西两个朝向热通道宽度为0.2m、0.4m、0.6m;单元体尺寸为长3m,高4m;通风口尺寸为0.6m-0.6m、0.4m-0.2m、0.2m-0.2m等60多种不同的工况进行模拟,通过综合性分析,总结出对于建筑南立面“箱式”双层玻璃幕墙的优化结构是热通道间距0.4m,进风口尺寸为0.6m-0.6m;而对于建筑西立面“箱式”双层玻璃幕墙选取热通道间距为0.6m,进风口尺寸为0.6m-0.6m的玻璃幕墙结构较为适宜,计算中考虑的是西晒时分,太阳照度是全天中最高的最不利工况。利用FLUENT对“井-箱式”双层玻璃幕墙热通道内的气流分布进行模拟分析,连通的竖井,采取与箱体等间距宽的热通道,并通过对不同高度的竖井分别进行模拟,计算分析得出建筑南侧玻璃幕墙热通道间距为0.4m和0.6m时,在0.6m-0.6m入风口尺寸的情况下,两种箱体的排热量均在4.5千焦/小时左右,所以选择间距为0.4m的玻璃幕墙结构,既满足了箱体排热量的需求,又可以达到节省占地面积的目的;而对于建筑西侧玻璃幕墙,考虑到需要迅速排除由于西晒造成的玻璃幕墙温度骤升,为了能满足箱体排热量的需求,西立面选取0.6m间距的玻璃幕墙是较为适合的。